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高反式丁二烯—异戊二烯共聚物的研究

郭欢欢  
【摘要】: 我国汽车工业和高速公路的迅速发展,对车用轮胎提出了越来越高的要求。发展高性能轮胎,即同时具有低滚动阻力、高路面抓着力和优良耐磨性三大行驶性能的轮胎,是国家科技进步的重大课题。轮胎高性能化一方面是结构上子午化,另一方面就是要有与之相应的高性能胶料。高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚物(TBIR)具有低的压缩生热、优异的耐疲劳性、耐磨性、耐撕裂性以及低温性能,而且其黏着性和生胶强度也很突出,在轮胎行业中可用作配胶,用以提高轮胎的性能,是发展高性能子午线轮胎的理想材料。 本论文首先合成了二乙二醇单乙醚基钡(BaDEGEE)和麝香草酚钡(BAT),并采用有机钡/三异丁基铝(TIBA)/n-BuLi复合引发体系,以环己烷为溶剂,利用阴离子聚合法制备反式结构可调的聚异戊二烯、TBIR和嵌段TBIR。本文系统的研究了该引发体系对聚合反应及其产物的影响。对所合成聚合物的聚合动力学、微观结构、玻璃化转变温度和熔点、分子量及其分布等进行了研究。纵观全文,得出如下结论: 1.三元引发体系在调节聚异戊二烯反式结构含量时,是Ba助引发剂和Al助引发剂一同与n-BuLi配位协同增加聚异戊二烯的trans-1,4结构含量的结果,是两种助引发剂共同作用的结果,二者是缺一不可的。且BaDEGEE体系调节聚异戊二烯反式结构的能力优于BAT体系。在BaDEGEE(BAT)/TIBA/n-BuLi引发的异戊二烯聚合体系中,异戊二烯聚合反应速率与单体浓度呈动力学一级反应关系,表观增长反应速率常数和反应活化能均与引发体系的三组分配比相关。 2.采用BaDEGEE/TIBA/n-BuLi引发体系成功合成了丁二烯链段反式结构含量大于70%的TBIR。共聚物的DSC曲线上没有熔融峰或者只有很小的熔融峰,说明异戊二烯链段的无规分布对丁二烯链段的结晶性影响很大。各单体及总的聚合反应速率与对应单体浓度呈动力学一级反应关系。当Ba/Li=1/4时,随着Al用量的增加,共聚合趋于恒比共聚。 3.采用BaDEGEE/TIBA/n-BuLi引发体系合成了嵌段比不同的TBIR嵌段共聚物。聚合物的GPC谱图显示分子量的分布呈单峰分布,说明所得聚合物为嵌段聚合物而非混合物。


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